填充光干涉膜的制备方式及不同类型

    【集萃网观察】填充的光干涉膜可以用下列三种不同方式制备：
    气相沉积法（用于无机膜制备）；

    液相沉积法（用于无机和有机膜制备）；

    注模或挤压技术（用于有机膜制备）。

    气相沉积法可用两种主要方法完成，即物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）。工业上采用PVD法是高真空蒸发（用电流或电子枪进行加热蒸发），磁控管溅喷，离子镀，离子辅助蒸发。实用的CVD法是低压CVD法，等离子激发CVD法。MOCVD法则采用金属有机母体，使它发生分解或与其他气体化合物进行反应。

    用作填充的光学膜形成物的大多数底材为低折光率的材料，如玻璃或聚合物。因此，形成的膜应具有比底材更大的折光率，以便能获得反射和干涉现象。二氧化钛和二氧化锆常常被用作膜层材料，而其他化合物如硫化锌和五氧化钽或者金属被沉积在底材上。

    在许多情况下制成的多层膜都含例如二氧化硅、氧化铝或氟化镁3类的物质，作为低折光率薄层。这种薄层再与高折光率薄层按交替顺序配合。这些薄层大多数都是透明的，但也有一些是半透明的（如氧化铁、金属）。如果诸材料的蒸发条件相似时，则混合型氧化物薄层也是可行的办法。

    如果要考虑的主要因素是成本，则气相沉积法只能局限于填充膜的制备。其主要的应用是光学透镜、滤光器、激光镜、眼镜以及通信系统元件。除此之外，用气相沉积法制成的电化着色层以及透明导电层也有增长的趋势。

    制作填充光学膜很常用的方法是液相沉积法。液相沉积法有三个主要的方法：

    ①浸渍法（用于表面大的物件，很经济，易操作）；

    ②用离心旋转湿表面方法散布形成液体膜层（旋转涂覆，仅适合于小型圆形物件）；

    ③喷涂法。

    为了用液相沉积法制成均匀膜层，成膜溶液必须具备下列性质：初始化合物具有适当的溶解度且溶剂挥发时具有充分的结晶趋势；底材与溶液的接触角足够小以便具有良好的润湿效果；沉积的胶体膜能容易地转化成均匀的固体膜而不产生裂纹及表面粗粒。

    用液相沉积法制取填充光学膜及功能性膜的应用已有几十年的历史。制取这些膜时多数情况采用玻璃作底材。

    光学效应，特别是随角异色效应可采用有机多层膜来获得。有机材料的折光率比无机材料的折光率小得多。因此，这种膜通常具有70层以上，有时甚至达到1000层以上才能获得强烈的干涉效应。折光率之差应大于0.06。

    这种多层膜的每一层其厚度通常为50~400nm。反射光及彩度的数量取决于折光率之差、膜的层数、膜的光学厚度系数、膜厚度的均匀性。

    有机多层膜可采用冷辊压铸挤出法制成，即用通常各式各样的单层平板状膜与收集来自2个或多个挤压机（混合挤压）挤压出的聚合物软化物的供料器相结合并按预定的层次排列而制成。具有低折光率膜的聚合物通常为聚甲基丙烯酸酯，聚甲基丙烯酸酯-聚酯，聚丙烯，乙烯-醋酸乙烯酯，聚醚二醇（折光率为1.48~1.50）。其有高折光率的聚合物多数为聚（对苯二酸-乙二醇酯）和聚（对苯二酸-丁二醇酯）及其共聚物（1.55~1.61），聚苯乙烯（1.60）以及聚碳酸酯（1.59）。这些聚合物膜均能加入色料和或颜料。

    通过复合膜层达到均匀一致的干涉异色效应，在工业化批量生产中是很难实现的。这样的工业化批量生产会出现厚度稍有不同而产生不同颜色的斑点，例如相互之间很接近的绿色和蓝色。因此，这种膜在大多数情况下只能局限于应用在礼品的包扎材料及特殊包装材料。

    来源：第二太阳百科